流域水环境实时预警与应急调度

一、水环境实时预警与应急调度数学模型

针对流域级大型河网水环境日常管理的应用需求与实际特点，交叉集成水文、水动力、水质等多学科中与河流水量水质模拟与调度相关的模型和方法，自主研发了一维与二维嵌套、分块组合的闸控大型河网水文-水动力-水质耦合数学模型DHQM（Hydrology , Hydrodynamics, and Water Quality Model）。DHQM由河道径流模拟、闸坝调度过程模拟、河道水质模拟、区间入流及入河污染负荷估算、水质预警实时校正等5个模块组成。模型资料适应性强、应用灵活，可为流域水环境实时预警与应急调度提供核心的模型支撑。DHQM模型结构如下图所示：

二、流域水环境预警与调度决策支持平台

为更好地服务于水资源保护与水环境管理的日常工作，以自主研发的水环境实时预警与应急调度数学模型DHQM为核心，以水文水环境数据库为基础，以流域水环境信息的数字化管理和水环境预警调度为功能导向，采用J2EE的分层架构，研发了基于WEBGIS的流域水环境预警与调度决策支持平台。系统以FLEX为富互联网应用（Rich Internet Application，RIA）开发平台，以ARCGIS SERVER为WEBGIS平台，同时结合Google/Baidu Maps API，将本地空间数据与Google/Baidu等地图服务器上的免费高清卫星影像及互联网在线地图无缝集成为一个统一的空间数据环境，共同实现流域水环境预警及信息的数字化管理。系统的总体架构见下图。

三、示范应用

3.1 长江口水质预警与管理系统

系统覆盖范围如下图所示，主要为徐六泾以下长江河口及口外海滨区。

系统结构如下图所示，包括4个子系统和1个系统管理模块，分别是综合信息管理子系统、日常业务管理子系统、实时监控与预警管理子系统、突发水污染事件应急响应子系统和系统管理模块。

系统主要界面如下图所示。

3.2 淮河中游水环境预警与管理系统

系统覆盖范围如下图所示，主要为淮河中游王家坝至蚌埠区域的河网水系，主要河流包括淮河干流、沙颍河、涡河、史河、淠河等。

 系统功能结构如下图所示，主要分为2部分：①流域水环境保护相关信息的数字化管理，②流域水环境预警。其中，信息的数字化管理包括水情水质实时监视和水环境信息的管理与维护；水环境预警是通过专业的水环境预警模型对流域未来的水情水质变化进行预报和预警，由实时预警和调度预警2个部分组成。

系统主要界面如下图所示。

3.3 三峡库区水质预警模型系统

系统覆盖范围如下图所示，主要为重庆市朱沱水文站至湖北省三峡大坝区间河网水系，主要河流包括长江干流、嘉陵江、乌江塘河、綦江、御临河、龙溪河、渠溪河、龙河、小江、磨刀溪、大宁河、沿渡河、香溪等。

系统功能结构如下图所示，主要包括：突发水污染事故风险评估、水质预测与仿真、成果评估与查询、水文水环境信息管理、长江中下游水雨情查询、三维虚拟仿真及系统管理等7个部分。

系统界面如下图所示。